JPH0674009A - 倍効率シャフトバルブ - Google Patents
倍効率シャフトバルブInfo
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- JPH0674009A JPH0674009A JP8867493A JP8867493A JPH0674009A JP H0674009 A JPH0674009 A JP H0674009A JP 8867493 A JP8867493 A JP 8867493A JP 8867493 A JP8867493 A JP 8867493A JP H0674009 A JPH0674009 A JP H0674009A
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- JP
- Japan
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- shaft
- double
- valve
- combustion chamber
- efficiency
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L7/00—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements
- F01L7/02—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves
- F01L7/026—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves with two or more rotary valves, their rotational axes being parallel, e.g. 4-stroke
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/18—DOHC [Double overhead camshaft]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/006—Camshaft or pushrod housings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 従来一般の往復揺動型動弁機構と代替可能
で、従来のものに比べ優れた熱放散性を有し、滑動部分
および滑動速度の減少により内燃機関の熱損失を最小化
し得る純回転式のシャフトバルブを提供する。 【構成】 長手軸に直交する平面内において側部から側
部へと至る貫通孔２２を有するシャフト部材２と、この
貫通孔２２に対応する開口２０を有するジャケット部材
１から構成される。貫通孔２２は、シャフト部材２が１
回転する度に２回、ジャケット部材１上の開口２０を介
して吸気ダクトまたは排気ダクトと連通状態になり、吸
気および排気をなす。その結果、シャフトバルブの１回
転は、エンジン軸の４回転または従来の動弁機構におけ
るカム軸の２回転に相当する。
で、従来のものに比べ優れた熱放散性を有し、滑動部分
および滑動速度の減少により内燃機関の熱損失を最小化
し得る純回転式のシャフトバルブを提供する。 【構成】 長手軸に直交する平面内において側部から側
部へと至る貫通孔２２を有するシャフト部材２と、この
貫通孔２２に対応する開口２０を有するジャケット部材
１から構成される。貫通孔２２は、シャフト部材２が１
回転する度に２回、ジャケット部材１上の開口２０を介
して吸気ダクトまたは排気ダクトと連通状態になり、吸
気および排気をなす。その結果、シャフトバルブの１回
転は、エンジン軸の４回転または従来の動弁機構におけ
るカム軸の２回転に相当する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弁分配機構を用いたあ
らゆる機械、特に、乗用車やトラック等に用いられる内
燃機関に利用される装置に関する。本発明は特に、これ
まで利用されてきた選択的に動作するレバーと弁を用い
た動弁機構に代替しうる倍効率のシャフト型バルブに関
する。
らゆる機械、特に、乗用車やトラック等に用いられる内
燃機関に利用される装置に関する。本発明は特に、これ
まで利用されてきた選択的に動作するレバーと弁を用い
た動弁機構に代替しうる倍効率のシャフト型バルブに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の動弁機構は、レバーと弁とを組合
わせて所定の順序で導管の開閉を行うようになされてい
た。こうした動弁機構の機能は、エネルギー消費量と閉
鎖効率と達成速度とを考慮して、効果的な方法に従って
実行されなければならない。また、いかなる流体であっ
ても、その動きを効率的に制御することが可能であると
同時に、簡単に製造でき低価格かつ保守管理が容易であ
ることが求められる。さらに、選択された動弁機構は選
択された分配機構と主機関とに何らの悪影響も及ぼすこ
となく、最終的に、動力と回転数と圧縮比とを高められ
るものでなければならない。
わせて所定の順序で導管の開閉を行うようになされてい
た。こうした動弁機構の機能は、エネルギー消費量と閉
鎖効率と達成速度とを考慮して、効果的な方法に従って
実行されなければならない。また、いかなる流体であっ
ても、その動きを効率的に制御することが可能であると
同時に、簡単に製造でき低価格かつ保守管理が容易であ
ることが求められる。さらに、選択された動弁機構は選
択された分配機構と主機関とに何らの悪影響も及ぼすこ
となく、最終的に、動力と回転数と圧縮比とを高められ
るものでなければならない。
【０００３】以下、火花点火を用いた内燃機関における
動作を例にとって、本発明を説明する。すなわち、その
技術的背景として、４サイクルのガソリン機関用の最も
一般的な機構のひとつを簡単に説明する。
動作を例にとって、本発明を説明する。すなわち、その
技術的背景として、４サイクルのガソリン機関用の最も
一般的な機構のひとつを簡単に説明する。
【０００４】従来のこのような機構内の弁は、一方の端
部に、自身に固定されたバネの作用によってシリンダヘ
ッドへの開口部を閉じる円錐状の弁座を有した小さな弁
板を持つ棒状体からなっている。この弁はバルブガイド
の内側で滑動し、ロッカーアームによりシリンダに対す
る開閉が行われる。すなわち、ロッカーアームの押圧に
よる弁の最下点への移動で開となり、ロッカーアームの
押圧が解除されるとバネの作用で弁が導管を閉鎖する。
このロッカーアームは、各吸気用または排気用の弁の開
閉順序を伝えるカムシャフトによって動かされる。そし
てこのカムシャフトは、４サイクル機関（オットー・サ
イクル）のクランク軸の１／２の回転数となるようにし
て、チェーン、ギヤまたはベルトを介してクランク軸の
回転が伝えられるようになっている。
部に、自身に固定されたバネの作用によってシリンダヘ
ッドへの開口部を閉じる円錐状の弁座を有した小さな弁
板を持つ棒状体からなっている。この弁はバルブガイド
の内側で滑動し、ロッカーアームによりシリンダに対す
る開閉が行われる。すなわち、ロッカーアームの押圧に
よる弁の最下点への移動で開となり、ロッカーアームの
押圧が解除されるとバネの作用で弁が導管を閉鎖する。
このロッカーアームは、各吸気用または排気用の弁の開
閉順序を伝えるカムシャフトによって動かされる。そし
てこのカムシャフトは、４サイクル機関（オットー・サ
イクル）のクランク軸の１／２の回転数となるようにし
て、チェーン、ギヤまたはベルトを介してクランク軸の
回転が伝えられるようになっている。
【０００５】
【発明の概要】本発明は、内燃機関またはカムシャフト
と弁を用いたあらゆる動弁機構に応用可能な倍効率シャ
フト型バルブに関する。本発明の装置は、動弁機構につ
いて従来技術を超える重大な変化をもたらし、より優れ
た性能を発揮すると共に、実質的にコストダウンを図れ
るものである。本発明の利点に由来する改善点は、これ
まで既存の機構では実現されなかったものである。
と弁を用いたあらゆる動弁機構に応用可能な倍効率シャ
フト型バルブに関する。本発明の装置は、動弁機構につ
いて従来技術を超える重大な変化をもたらし、より優れ
た性能を発揮すると共に、実質的にコストダウンを図れ
るものである。本発明の利点に由来する改善点は、これ
まで既存の機構では実現されなかったものである。
【０００６】本発明に係わる装置によれば、シリンダヘ
ッドカバー内に、エンジンのクランク軸と平行に２本の
長手のシャフトバルブが配設されている。各シャフトバ
ルブは、ジャケット部材と、間隔をおいて形成された貫
通孔を持ったシャフト部材とから構成されている。そし
て各シャフトバルブは、従来技術の弁機構にかかわるも
のとは異なる、適切な設計のシリンダヘッド・カバー内
に収納されている。このシリンダヘッド・カバーは水冷
式であって、前記ジャケット部材に設けられる上側開口
と一致する開口部を有する。また、ジャケット部材に設
けられる各下側開口はエンジンの各シリンダの燃焼室と
一致し、そして上側開口はシリンダヘッドカバーの開口
部を介して吸気用もしくは排気用マニホールドと連通し
ている。
ッドカバー内に、エンジンのクランク軸と平行に２本の
長手のシャフトバルブが配設されている。各シャフトバ
ルブは、ジャケット部材と、間隔をおいて形成された貫
通孔を持ったシャフト部材とから構成されている。そし
て各シャフトバルブは、従来技術の弁機構にかかわるも
のとは異なる、適切な設計のシリンダヘッド・カバー内
に収納されている。このシリンダヘッド・カバーは水冷
式であって、前記ジャケット部材に設けられる上側開口
と一致する開口部を有する。また、ジャケット部材に設
けられる各下側開口はエンジンの各シリンダの燃焼室と
一致し、そして上側開口はシリンダヘッドカバーの開口
部を介して吸気用もしくは排気用マニホールドと連通し
ている。
【０００７】各シャフトバルブは、ジャケット部材の内
側に極めて精密な公差で取り付けられ、その長手軸と直
交する平面において側部から側部へ至る貫通孔を有して
いる。シャフト部材の貫通孔はそれぞれ、各シリンダの
中心間距離で互いに分離しており、吸気および排気順序
における自身の機能に従って、前記長手軸と直交する平
面内において所定の角度をもって配置されている。
側に極めて精密な公差で取り付けられ、その長手軸と直
交する平面において側部から側部へ至る貫通孔を有して
いる。シャフト部材の貫通孔はそれぞれ、各シリンダの
中心間距離で互いに分離しており、吸気および排気順序
における自身の機能に従って、前記長手軸と直交する平
面内において所定の角度をもって配置されている。
【０００８】以上のように、シャフト部材の貫通孔が、
垂直平面内において側部から側部へシャフト部材を貫通
して延在し、ジャケット部材の開口がこの貫通孔に対応
して形成されているために、シャフト部材が１回転する
たびに、貫通孔のひとつが、ジャケット部材の前記開口
を介して所定のシリンダの燃焼室のヘッド内で２回連通
状態になる。こうした理由から本発明のシャフトバルブ
は「倍効率」と名付けられているのである。
垂直平面内において側部から側部へシャフト部材を貫通
して延在し、ジャケット部材の開口がこの貫通孔に対応
して形成されているために、シャフト部材が１回転する
たびに、貫通孔のひとつが、ジャケット部材の前記開口
を介して所定のシリンダの燃焼室のヘッド内で２回連通
状態になる。こうした理由から本発明のシャフトバルブ
は「倍効率」と名付けられているのである。
【０００９】したがって、従来のカムシャフトの場合の
ようにクランク軸１回転毎に１／２回転するのではな
く、倍効率シャフトバルブは１／４回転だけすればよい
ことになる。クランク軸の回転はプーリと歯付きベルト
(tooth belt)とによって、クランク軸上のプーリから伝
送され、対応する直径差によって回転数は４：１の比率
に減じられる。そして、プーリと反対方向にのみ長手方
向の横移動を可能とするために、シャフトバルブの一方
の端部には止め環(seeger ring) とボルト止めのカバー
とが配設されている。
ようにクランク軸１回転毎に１／２回転するのではな
く、倍効率シャフトバルブは１／４回転だけすればよい
ことになる。クランク軸の回転はプーリと歯付きベルト
(tooth belt)とによって、クランク軸上のプーリから伝
送され、対応する直径差によって回転数は４：１の比率
に減じられる。そして、プーリと反対方向にのみ長手方
向の横移動を可能とするために、シャフトバルブの一方
の端部には止め環(seeger ring) とボルト止めのカバー
とが配設されている。
【００１０】
【実施例】次に、図１〜８図を参照して本発明の実施例
を詳細に説明する。この実施例のシャフト型バルブａお
よびｂは、それぞれ、ジャケット部材１と、貫通穴を有
するシャフト部材２とから構成されている。そしてこの
シャフト型バルブａおよびｂが、エンジンの主軸と平行
にシリンダヘッド５に配設されている。エンジンには、
シリンダブロック７、ピストン８、シリンダヘッド５、
コンロッド１２、回転力伝達用歯付きベルト９、減速用
歯付きプーリ１１とテンション・プーリ１３と回転力伝
達用歯付きプーリ１４とが含まれている。
を詳細に説明する。この実施例のシャフト型バルブａお
よびｂは、それぞれ、ジャケット部材１と、貫通穴を有
するシャフト部材２とから構成されている。そしてこの
シャフト型バルブａおよびｂが、エンジンの主軸と平行
にシリンダヘッド５に配設されている。エンジンには、
シリンダブロック７、ピストン８、シリンダヘッド５、
コンロッド１２、回転力伝達用歯付きベルト９、減速用
歯付きプーリ１１とテンション・プーリ１３と回転力伝
達用歯付きプーリ１４とが含まれている。
【００１１】シャフト型バルブａおよびｂ（吸気用およ
び排気用）は以下の説明においては実質的に同じものと
みなせるため、その一方のみについて説明する。シリン
ダヘッドカバー５内に、２つのジャケット部材１用ハウ
ジングが外側冷却水路と共に設けられている。ジャケッ
ト部材１はシール材と共にハウジング内に圧入されてお
り、ジャケット部材１の長手軸と直交する平面内におい
て側部から側部へ至る開口２０を備えている。各開口２
０はエンジンの各シリンダの燃焼室と一致させる。
び排気用）は以下の説明においては実質的に同じものと
みなせるため、その一方のみについて説明する。シリン
ダヘッドカバー５内に、２つのジャケット部材１用ハウ
ジングが外側冷却水路と共に設けられている。ジャケッ
ト部材１はシール材と共にハウジング内に圧入されてお
り、ジャケット部材１の長手軸と直交する平面内におい
て側部から側部へ至る開口２０を備えている。各開口２
０はエンジンの各シリンダの燃焼室と一致させる。
【００１２】ジャケット部材１の内側には極めて精密な
公差で、倍効率シャフトバルブのシャフト部材２が取り
つけられている。このシャフト部材２もまた、その長手
軸に直交する平面内において貫通孔２２を有している。
各貫通孔２２はシリンダ間距離に等しい間隔で離されて
おり、吸気または排気順序およびエンジンの種類に従っ
て、長手軸と直交する平面内において所定の角度で配置
されている。
公差で、倍効率シャフトバルブのシャフト部材２が取り
つけられている。このシャフト部材２もまた、その長手
軸に直交する平面内において貫通孔２２を有している。
各貫通孔２２はシリンダ間距離に等しい間隔で離されて
おり、吸気または排気順序およびエンジンの種類に従っ
て、長手軸と直交する平面内において所定の角度で配置
されている。
【００１３】ジャケット部材１とシャフト部材２はこの
ように構成されているため、シャフト部材２が１回転す
る度に、貫通孔２２のひとつがジャケット部材１の開口
２０を介して２回ずつ所定のシリンダの燃焼室のヘッド
部の開口部２４と連通し、この理由から本発明のシャフ
トバルブは「倍効率」と名付けられている。したがっ
て、クランク軸１回転に対して、倍効率シャフトバルブ
のシャフト部材２は１／４回転すればよいことになる。
シャフト部材２の回転はクランク軸２５上の回転力伝達
用歯付きプーリ１４から、減速用歯付きプーリ１１と回
転力伝達用歯付きベルト９とによって伝えられ、回転数
は直径差により１／４に減じられる。なお、図２中の符
合４は排気または吸気のマニホールドを示す。
ように構成されているため、シャフト部材２が１回転す
る度に、貫通孔２２のひとつがジャケット部材１の開口
２０を介して２回ずつ所定のシリンダの燃焼室のヘッド
部の開口部２４と連通し、この理由から本発明のシャフ
トバルブは「倍効率」と名付けられている。したがっ
て、クランク軸１回転に対して、倍効率シャフトバルブ
のシャフト部材２は１／４回転すればよいことになる。
シャフト部材２の回転はクランク軸２５上の回転力伝達
用歯付きプーリ１４から、減速用歯付きプーリ１１と回
転力伝達用歯付きベルト９とによって伝えられ、回転数
は直径差により１／４に減じられる。なお、図２中の符
合４は排気または吸気のマニホールドを示す。
【００１４】図３に示すように、シャフトバルブのシャ
フト部材２の一方の端部には止め環１５とボルト止めカ
バー１６とが設けられ、シャフト部材２の長手方向の横
移動がプーリと反対側の方向に制限されている。止め環
１５の動きを制限するカバー１６には、ダブルチップ(d
ouble tip)ゴム製止め具１７が設けられている。同図中
の符合１８は後部の固定用カバーを示す。
フト部材２の一方の端部には止め環１５とボルト止めカ
バー１６とが設けられ、シャフト部材２の長手方向の横
移動がプーリと反対側の方向に制限されている。止め環
１５の動きを制限するカバー１６には、ダブルチップ(d
ouble tip)ゴム製止め具１７が設けられている。同図中
の符合１８は後部の固定用カバーを示す。
【００１５】同図に示すように、シリンダと、吸気ダク
ト６または排気ダクト１０との連通状態の開閉順序を、
開口２０を持つジャケット部材１と、異なる角度の貫通
孔２２を持つシャフト部材２とによって実現することが
できる。この機構は、従来技術のカムシャフト、ロッカ
ーアーム、揺り子、バルブガイド、プッシュロッドのバ
ネ、クッション、バルブ止め、バルブカバーに置換可能
なものである。なお、本発明による吸気バルブと排気バ
ルブとは同様の構造を持っている。
ト６または排気ダクト１０との連通状態の開閉順序を、
開口２０を持つジャケット部材１と、異なる角度の貫通
孔２２を持つシャフト部材２とによって実現することが
できる。この機構は、従来技術のカムシャフト、ロッカ
ーアーム、揺り子、バルブガイド、プッシュロッドのバ
ネ、クッション、バルブ止め、バルブカバーに置換可能
なものである。なお、本発明による吸気バルブと排気バ
ルブとは同様の構造を持っている。
【００１６】本実施例の動弁機構の閉鎖について、以下
に説明する。例えばピストンリング８または前述の従来
周知の弁のような閉鎖機構の効率はすべて、使用される
加圧気体やラビリンスシーリングまたは円錐状バルブシ
ートの閉鎖効率に依存している。しかし、図５〜図８に
示すように、本発明の装置の閉鎖効率は、高精度すなわ
ち高精密公差をもってシャフト部材２がジャケット部材
１内に挿入されていることに依存している。一旦シャフ
トバルブａおよびｂが動き出すと、ジャケット部材と、
シャフト部材２との間の空間３１は、薄膜状の潤滑剤に
よって満たされる。しかし、ジャケット部材１およびシ
ャフト部材２に開口２０および貫通孔２２があるため
に、間隙３０にある空間３１（例えば排気口部）には潤
滑剤が存在せず、かつ、摩擦も存在しない。
に説明する。例えばピストンリング８または前述の従来
周知の弁のような閉鎖機構の効率はすべて、使用される
加圧気体やラビリンスシーリングまたは円錐状バルブシ
ートの閉鎖効率に依存している。しかし、図５〜図８に
示すように、本発明の装置の閉鎖効率は、高精度すなわ
ち高精密公差をもってシャフト部材２がジャケット部材
１内に挿入されていることに依存している。一旦シャフ
トバルブａおよびｂが動き出すと、ジャケット部材と、
シャフト部材２との間の空間３１は、薄膜状の潤滑剤に
よって満たされる。しかし、ジャケット部材１およびシ
ャフト部材２に開口２０および貫通孔２２があるため
に、間隙３０にある空間３１（例えば排気口部）には潤
滑剤が存在せず、かつ、摩擦も存在しない。
【００１７】この間隙３０にある空間３１は潤滑剤の膜
のある空間３１と等しいので、圧縮時、気体はこの間隙
３０にある空間３１を通って排気の乱流を生じながら漏
れる傾向にあるが、この流れは乱流であるため、前記の
気体の漏れに対するブレーキとして作用する。この排気
流およびブレーキ効果は速度の２次関数的に増加するの
で、すなわち、圧縮比と爆発圧とによって得られる気体
の流速が増加するほど、そして空間３１が狭くなるほ
ど、前記乱流によって生じる気体の通路に対する抵抗は
大きくなる。この抵抗は、循環を遮る程度まで増加す
る。これと同様の効果は、例えば、気体漏れが皆無また
はごくわずかになるように圧力の段階的な損失を生じさ
せるターボ圧縮機軸のラビリンス構造においても利用さ
れている。
のある空間３１と等しいので、圧縮時、気体はこの間隙
３０にある空間３１を通って排気の乱流を生じながら漏
れる傾向にあるが、この流れは乱流であるため、前記の
気体の漏れに対するブレーキとして作用する。この排気
流およびブレーキ効果は速度の２次関数的に増加するの
で、すなわち、圧縮比と爆発圧とによって得られる気体
の流速が増加するほど、そして空間３１が狭くなるほ
ど、前記乱流によって生じる気体の通路に対する抵抗は
大きくなる。この抵抗は、循環を遮る程度まで増加す
る。これと同様の効果は、例えば、気体漏れが皆無また
はごくわずかになるように圧力の段階的な損失を生じさ
せるターボ圧縮機軸のラビリンス構造においても利用さ
れている。
【００１８】要するに、高圧力と狭い通路をもたらす精
密公差と、関与時間が極めて短時間であることにより、
逆圧のバリアが生じるのである。このバリアが気体の漏
れに対抗し、特に、高い回転数域と相対的に高い圧縮比
とを有する機構において、高い閉鎖効率を持つ動弁機構
が得られる。
密公差と、関与時間が極めて短時間であることにより、
逆圧のバリアが生じるのである。このバリアが気体の漏
れに対抗し、特に、高い回転数域と相対的に高い圧縮比
とを有する機構において、高い閉鎖効率を持つ動弁機構
が得られる。
【００１９】図３および図８に、潤滑剤室３２と、潤滑
剤がそこを通って出入りする潤滑剤溝３３とを示す。こ
の潤滑剤は、シリンダヘッドカバー５の冷却水室によ
り、ジャケット部材１上において冷却される。
剤がそこを通って出入りする潤滑剤溝３３とを示す。こ
の潤滑剤は、シリンダヘッドカバー５の冷却水室によ
り、ジャケット部材１上において冷却される。
【００２０】シャフト部材２の貫通孔２２の形およびそ
の平面形状については、多角形状、円弧状とされて開放
状態または閉鎖状態、あるいはこれらの組合せとするこ
とができる。一方、同心のジャケット部材１は、シリン
ダヘッドカバー５の一部または分離・交換可能な部品と
することができる。さらに、吸気と排気とに対応する、
側部から側部へと至る開口を全て同じシャフトバルブに
設けてもよい。倍効率シャフトバルブは、金属やカルボ
ナイト、セラミック、ケブラーTMまたはこれらの合金、
または組合せ等、その機能の維持に適したあらゆる種類
の材料で製作可能である。
の平面形状については、多角形状、円弧状とされて開放
状態または閉鎖状態、あるいはこれらの組合せとするこ
とができる。一方、同心のジャケット部材１は、シリン
ダヘッドカバー５の一部または分離・交換可能な部品と
することができる。さらに、吸気と排気とに対応する、
側部から側部へと至る開口を全て同じシャフトバルブに
設けてもよい。倍効率シャフトバルブは、金属やカルボ
ナイト、セラミック、ケブラーTMまたはこれらの合金、
または組合せ等、その機能の維持に適したあらゆる種類
の材料で製作可能である。
【００２１】倍効率シャフトバルブは、内部的または外
部的に潤滑される中空材、または全く潤滑されない中空
材でもよい。さらに、シャフト部材は、その本体に沿っ
て直径が異なったものでもよく、シリンダヘッドまたは
エンジンブロックの上またはそれを外れて、いかなる位
置に配されてもよい。
部的に潤滑される中空材、または全く潤滑されない中空
材でもよい。さらに、シャフト部材は、その本体に沿っ
て直径が異なったものでもよく、シリンダヘッドまたは
エンジンブロックの上またはそれを外れて、いかなる位
置に配されてもよい。
【００２２】さらにまた、シャフトバルブは、ひとつま
たは多数の部品として、横向きまたは縦向き（エンジン
軸に対して）に設けてもよい。倍効率シャフトバルブの
ジャケット部材については、外部的なものであってもよ
く、エンジン軸に対して縦方向または横方向に２つ以上
に分割してもかまわない。
たは多数の部品として、横向きまたは縦向き（エンジン
軸に対して）に設けてもよい。倍効率シャフトバルブの
ジャケット部材については、外部的なものであってもよ
く、エンジン軸に対して縦方向または横方向に２つ以上
に分割してもかまわない。
【００２３】倍効率シャフトバルブのシャフト部材２の
回転については、機械的、電気的、水力的または空力的
な方法で、チェーン、歯付きベルト、ギヤ、ケーブル、
ベルトによって直接的または間接的に伝えてもよく、ま
たは独立したモータにより自動的に回転させてもよい。
回転については、機械的、電気的、水力的または空力的
な方法で、チェーン、歯付きベルト、ギヤ、ケーブル、
ベルトによって直接的または間接的に伝えてもよく、ま
たは独立したモータにより自動的に回転させてもよい。
【００２４】シャフト部材２にラビリンス、リング、圧
力シール材または波形面を設けて、ひとつまたは多数の
部分において高い閉鎖効率を確保するようにしてもよ
い。
力シール材または波形面を設けて、ひとつまたは多数の
部分において高い閉鎖効率を確保するようにしてもよ
い。
【００２５】さらにシャフト部材２が単一または多数あ
ってもよく、縦方向、横方向または空間内において何ら
かの角度を有した状態で配設してもよい。
ってもよく、縦方向、横方向または空間内において何ら
かの角度を有した状態で配設してもよい。
【００２６】また、シャフト部材２の貫通孔２２はシャ
フトの外面を横に横切る状態で通じるようにもでき、内
部を通じるようにもできる。シャフトバルブのバルブシ
ートは円筒形、円錐形、球形またはこれらの組合せとす
ることができる。
フトの外面を横に横切る状態で通じるようにもでき、内
部を通じるようにもできる。シャフトバルブのバルブシ
ートは円筒形、円錐形、球形またはこれらの組合せとす
ることができる。
【００２７】シャフト部材２が、エンジン軸に対して縦
方向または横方向に分離されたシール要素を有していて
もよい。
方向または横方向に分離されたシール要素を有していて
もよい。
【００２８】
【発明の効果】倍効率シャフトバルブの直接的および間
接的な利点を以下に説明する。本発明による動弁機構は
熱を放散させる能力を持つ。弁板を有した従来技術の弁
は、排気行程でピストンによって推進される燃焼気体の
排出に対して正面からの抵抗となり、また、燃焼時には
動かすことができない。
接的な利点を以下に説明する。本発明による動弁機構は
熱を放散させる能力を持つ。弁板を有した従来技術の弁
は、排気行程でピストンによって推進される燃焼気体の
排出に対して正面からの抵抗となり、また、燃焼時には
動かすことができない。
【００２９】そのため、弁周縁部は燃焼気体の排出に対
抗して燃焼気体によって急激に熱せられ、またその熱の
放散は極めて困難な状態となっている。これに対し、本
発明による弁は回転式であるため、シャフト部材の熱に
さらされる領域が常に変化し、そして弁本体の他の部分
に熱を伝えられ、潤滑剤室と冷却水室とによってこれを
冷却することができる。このため、危険な温度まで弁が
過熱することが、はるかに起こりにくくなるのである。
抗して燃焼気体によって急激に熱せられ、またその熱の
放散は極めて困難な状態となっている。これに対し、本
発明による弁は回転式であるため、シャフト部材の熱に
さらされる領域が常に変化し、そして弁本体の他の部分
に熱を伝えられ、潤滑剤室と冷却水室とによってこれを
冷却することができる。このため、危険な温度まで弁が
過熱することが、はるかに起こりにくくなるのである。
【００３０】本発明によれば、分配的に動作させるため
の選択用装置（例えばカム）が全く不要になり、その直
接の結果として、従来技術にあるバルブスプリングでの
共振の危険なしにエンジンの回転数をあげられるように
なることは明らかである。
の選択用装置（例えばカム）が全く不要になり、その直
接の結果として、従来技術にあるバルブスプリングでの
共振の危険なしにエンジンの回転数をあげられるように
なることは明らかである。
【００３１】本発明によって、（i ）バルブプレート
と；（ii）ロッカと；（iii ）弁板と（iv）スプリング
とによるバルブの衝撃およびカムシャフトがなくなると
いう事実から、より円滑な運転が実現される。
と；（ii）ロッカと；（iii ）弁板と（iv）スプリング
とによるバルブの衝撃およびカムシャフトがなくなると
いう事実から、より円滑な運転が実現される。
【００３２】また、本発明による動弁機構では、速度、
すなわち回転数が従来技術のカムシャフトの５０％に減
少されるため、使用寿命の延長が実現される。さらに、
本発明による動弁機構では、シリンダの燃焼室内へ突出
する可動部分または固定部分がなくなるので、より高い
圧縮率を得ることができるようになる。
すなわち回転数が従来技術のカムシャフトの５０％に減
少されるため、使用寿命の延長が実現される。さらに、
本発明による動弁機構では、シリンダの燃焼室内へ突出
する可動部分または固定部分がなくなるので、より高い
圧縮率を得ることができるようになる。
【００３３】本発明により、より良好な排気および吸気
の流れが実現される。すなわち、本発明による動弁機構
は、燃焼室と直接的に連通する貫通孔または開口を有し
ており、気体がより高速で、しかも妨害されることなく
流動可能となっている。
の流れが実現される。すなわち、本発明による動弁機構
は、燃焼室と直接的に連通する貫通孔または開口を有し
ており、気体がより高速で、しかも妨害されることなく
流動可能となっている。
【００３４】従来技術では、弁の面により、吸気の場合
にも排気の場合と同様に気体の流れが妨げられて流れが
横方向に偏向し、これによって流速が大幅に低下してし
まい、その結果、排気および混合気の吸気それぞれの効
率が低下する。
にも排気の場合と同様に気体の流れが妨げられて流れが
横方向に偏向し、これによって流速が大幅に低下してし
まい、その結果、排気および混合気の吸気それぞれの効
率が低下する。
【００３５】これに対し本発明では、直接的な吸排気が
可能であり、ブレーキ作用が低いことから、よりクリー
ンな混合気を満たすことができ、それにより、より効率
的な爆発を得られる。その結果、より完全燃焼、より大
きなエネルギーの発生、残留汚染物（ＣＯ2 およびＣ
Ｏ）の減少、そして燃料の節減を実現することが可能と
なる。
可能であり、ブレーキ作用が低いことから、よりクリー
ンな混合気を満たすことができ、それにより、より効率
的な爆発を得られる。その結果、より完全燃焼、より大
きなエネルギーの発生、残留汚染物（ＣＯ2 およびＣ
Ｏ）の減少、そして燃料の節減を実現することが可能と
なる。
【００３６】また、本発明によってターボ過給機の性能
をも高められる。すなわち、混合気の吸気に伝達される
排気速度が高まることにより、排気ガスによって動かさ
れるターボ過給機の性能が高まるのである。また、高エ
ネルギーを発生するために、エンジンは効率的かつ急速
な熱放散を必要とするが、シャフトバルブがそのために
も役立つ。
をも高められる。すなわち、混合気の吸気に伝達される
排気速度が高まることにより、排気ガスによって動かさ
れるターボ過給機の性能が高まるのである。また、高エ
ネルギーを発生するために、エンジンは効率的かつ急速
な熱放散を必要とするが、シャフトバルブがそのために
も役立つ。
【００３７】さらに本発明では、潤滑部分が量的に減少
した直接的結果として、潤滑剤の消費量が減少する。加
えて、本発明では、排気における熱放散が高まるり、そ
して冷却水室と直接的に接触するようにしてシリンダ・
カバー内に冷却用フラップを追加することができるの
で、従来技術のものより低容量の冷却装置で済ませられ
る。
した直接的結果として、潤滑剤の消費量が減少する。加
えて、本発明では、排気における熱放散が高まるり、そ
して冷却水室と直接的に接触するようにしてシリンダ・
カバー内に冷却用フラップを追加することができるの
で、従来技術のものより低容量の冷却装置で済ませられ
る。
【００３８】本発明による動弁機構では、いかなる種類
の調整も必要なく、かつ一般的な弁機構のような衝突や
排気弁の融着がなくなることから、保守管理が不要にな
る。
の調整も必要なく、かつ一般的な弁機構のような衝突や
排気弁の融着がなくなることから、保守管理が不要にな
る。
【００３９】本発明によって、交換部品のより経済的で
容易な交換が可能になる。分配機構を交換する際には、
３つのプーリとカバーとを取り外すだけで、両方のシャ
フト部材を交換することができ、シリンダヘッド・カバ
ーを取り外す必要はない。
容易な交換が可能になる。分配機構を交換する際には、
３つのプーリとカバーとを取り外すだけで、両方のシャ
フト部材を交換することができ、シリンダヘッド・カバ
ーを取り外す必要はない。
【００４０】従来の弁にあるバルブスプリングの圧縮に
必要なカムシャフトのねじりモーメントとバルブシート
の摩擦とロッカーアームとガイドとがなくなるため、本
発明によってエンジンの実馬力が向上する。
必要なカムシャフトのねじりモーメントとバルブシート
の摩擦とロッカーアームとガイドとがなくなるため、本
発明によってエンジンの実馬力が向上する。
【００４１】さらに、本発明によれば、従来技術の機構
よりも安価に製造できる。例えば、本発明では新しい
「シャフト」の長手方向の取り付け位置を変化させられ
るため、より多様なデザインを持ったより調和的で小型
のシリンダヘッド・カバーを用いることができる。
よりも安価に製造できる。例えば、本発明では新しい
「シャフト」の長手方向の取り付け位置を変化させられ
るため、より多様なデザインを持ったより調和的で小型
のシリンダヘッド・カバーを用いることができる。
【００４２】例えば、本発明による前述のような新しい
機構を用いる場合には、以下の構成部分を完全に代替す
ることができる。（i ）弁８個（吸気用４個、排気用４
個）、場合によっては１６個；（ii）バルブスプリング
８個と弁板８個；（iii ）カムシャフト１本または２本
とそのクッション；（iv）ロッカ軸１本または２本；
（v ）ロッカ８個、場合によってはプッシュロッド８
本；（vi）ロッカーアーム頂部の調整ネジ；（vii ）ロ
ッカーアームの両端部上の押しタブレット８個；（vii
i）シリンダカバーの誘導ブシュ８個；（ix）バルブガ
イド８個と固定具８個；（x ）シリンダカバーに取り付
けられたバルブシート８個。
機構を用いる場合には、以下の構成部分を完全に代替す
ることができる。（i ）弁８個（吸気用４個、排気用４
個）、場合によっては１６個；（ii）バルブスプリング
８個と弁板８個；（iii ）カムシャフト１本または２本
とそのクッション；（iv）ロッカ軸１本または２本；
（v ）ロッカ８個、場合によってはプッシュロッド８
本；（vi）ロッカーアーム頂部の調整ネジ；（vii ）ロ
ッカーアームの両端部上の押しタブレット８個；（vii
i）シリンダカバーの誘導ブシュ８個；（ix）バルブガ
イド８個と固定具８個；（x ）シリンダカバーに取り付
けられたバルブシート８個。
【図１】本発明のシリンダと弁機構との断面図であっ
て、ピストンとシリンダの他の部分とを点線で示す。
て、ピストンとシリンダの他の部分とを点線で示す。
【図２】図１に示す本発明の部分詳細図である。
【図３】多数のシリンダに適用された本発明の側面部分
断面図である。
断面図である。
【図４】図３のシャフトバルブの平面図である。
【図５】本発明のシャフトバルブの断面図である。
【図６】本発明のシャフトバルブの断面図である。
【図７】本発明のシャフトバルブの断面図である。
【図８】本発明のシャフトバルブの断面側面図である。
１ ジャケット部材 ２ シャフト部材 ５ シリンダヘッドカバー ６ 吸気ダクト １０ 排気ダクト １５ 止め環 １６ カバー １７ ゴム製止め具 ２０ 開口 ２２ 貫通孔 ３０ 間隙 ３３ 潤滑剤溝
Claims (18)
- 【請求項１】 エンジンブロックと、このエンジンブロ
ック内に形成されたシリンダヘッドを有するシリンダ
と、このシリンダ内を摺動可能とされたピストンと、シ
リンダおよびピストンによって形成される燃焼室と、燃
焼室と連通状態とされる吸気通路と、燃焼室と連通状態
とされる排気通路とを含んでなる内燃機関における吸排
気を制御するための倍効率シャフトバルブであって、 燃焼室に向かう通路に連通状態を提供するために、径方
向で対向する少なくとも一対の開口が側面に設けられ、
前記通路に対して横切るように延在される長手軸心を有
する円筒状のジャケット部材と、 このジャケット部材の開口との整合時には燃焼室と前記
通路とを開放状態とする一方で、ジャケット部材の開口
との不整合時には燃焼室と前記通路とを閉鎖状態とする
ようにして径方向に設けられる貫通孔を有し、ジャケッ
ト部材に挿入されて回動するシャフト部材と、 このシャフト部材を、クランク軸の１回転につき少なく
とも部分的に１／４回転させる駆動装置と、 を備えてなることを特徴とする倍効率シャフトバルブ。 - 【請求項２】 燃焼室に向かう別の通路に連通状態を提
供するために、径方向で対向する少なくとも一対の開口
が側面に設けられ、前記別の通路に対して横切るように
延在される長手軸を有する第２の円筒状のジャケット部
材と、 この第２のジャケット部材の開口との整合時には燃焼室
と前記別の通路とを開放状態とする一方で、第２のジャ
ケット部材の開口との不整合時には燃焼室と前記別の通
路とを閉鎖状態とするようにして径方向に設けられる貫
通孔を有し、第２のジャケット部材に挿入されて回動す
る第２のシャフト部材と、 この第２のシャフト部材を、クランク軸の１回転につき
少なくとも部分的に１／４回転させる駆動装置と、 を備えてなる請求項１に記載の倍効率シャフトバルブ。 - 【請求項３】 燃焼室への通路が吸気通路であり、燃焼
室への別の通路が排気通路である請求項２に記載の倍効
率シャフトバルブ。 - 【請求項４】 シャフト部材がジャケット部材内に精密
な公差で挿入される請求項１に記載の倍効率シャフトバ
ルブ。 - 【請求項５】 シャフト部材とジャケット部材との間に
潤滑剤が供給される請求項４に記載の倍効率シャフトバ
ルブ。 - 【請求項６】 円筒状ジャケット部材がシリンダヘッド
カバーの一部分を形成する請求項１に記載の倍効率シャ
フトバルブ。 - 【請求項７】 シャフト部材が、金属とカルボナイトと
陶器とケブラーTMとケイ素ベースの材料からなる材料群
から選択された材料で製作される請求項１に記載の倍効
率シャフトバルブ。 - 【請求項８】 シャフト部材が、金属とカルボナイトと
陶器とケブラーTMとケイ素ベースの材料からなる材料群
から選択された１種類以上の材料の合金で製作される請
求項１に記載の倍効率シャフトバルブ。 - 【請求項９】 駆動装置は、クランク軸の回転をシャフ
ト部材に伝えるプーリおよびベルト手段からなり、この
プーリおよびベルト手段における直径差によって、クラ
ンク軸の回転数を１／４に減少させてシャフト部材に伝
えるようにされている請求項１に記載の倍効率シャフト
バルブ。 - 【請求項１０】 シャフト部材が高い閉鎖効率をもたら
す圧力シール材を有する請求項１に記載の倍効率シャフ
トバルブ。 - 【請求項１１】 エンジンブロックと、このエンジンブ
ロック内に形成されたシリンダヘッドを有するシリンダ
と、このシリンダ内を摺動可能とされたピストンと、シ
リンダおよびピストンによって形成される燃焼室と、燃
焼室と連通状態とされる吸気通路と、燃焼室と連通状態
とされる排気通路とを含んでなる内燃機関における吸排
気を制御するための倍効率シャフトバルブであって、 燃焼室に向かう通路に連通状態を提供するために、径方
向で対向する少なくとも一対の開口が側面に設けられ、
吸気通路に対して横切るように延在される長手軸心を有
する第１の中空の円筒状ジャケット部材と、 燃焼室に向かう通路に連通状態を提供するために、径方
向で対向する少なくとも一対の開口が側面に設けられ、
排気通路に対して横切るように延在される長手軸心を有
する第２の中空の円筒状ジャケット部材と、 これら両ジャケット部材の開口との整合時には燃焼室と
前記各吸気・排気通路とを開放状態とする一方で、これ
ら両ジャケット部材の開口との不整合時には燃焼室と前
記各吸気・排気通路とを閉鎖状態とするようにして径方
向に設けられる貫通孔を有し、第１および第２のジャケ
ット部材に挿入されて回動する第１および第２のシャフ
ト部材と、 これら第１および第２のシャフト部材を、クランク軸の
１回転につき少なくとも部分的に１／４回転させる駆動
装置と、 を備えてなることを特徴とする倍効率シャフトバルブ。 - 【請求項１２】 第１および第２のシャフト部材がそれ
ぞれ第１および第２のジャケット部材内に精密公差で挿
入される請求項１１に記載の倍効率シャフトバルブ。 - 【請求項１３】 第１および第２のシャフト部材と第１
および第２のジャケット部材との間にそれぞれ潤滑剤が
供給される請求項１２に記載の倍効率シャフトバルブ。 - 【請求項１４】 円筒状ジャケット部材が前記シリンダ
ヘッドカバーの一部分を形成する請求項１１に記載の倍
効率シャフトバルブ。 - 【請求項１５】 シャフト部材が、金属とカルボナイト
と陶器とケブラーTMとケイ素ベースの材料からなる材料
群から選択された材料で製作される請求項１１に記載の
倍効率シャフトバルブ。 - 【請求項１６】 シャフト部材が、金属とカルボナイト
と陶器とケブラーTMとケイ素ベースの材料からなる材料
群から選択された１種類以上の材料の合金で製作される
請求項１１に記載の倍効率シャフトバルブ。 - 【請求項１７】 駆動装置は、クランク軸の回転をシャ
フト部材に伝えるプーリおよびベルト手段からなり、こ
のプーリおよびベルト手段における直径差によって、ク
ランク軸の回転数を１／４に減少させてシャフト部材に
伝えるようにされている請求項１１に記載の倍効率シャ
フトバルブ。 - 【請求項１８】 シャフト部材が高い閉鎖効率をもたら
す圧力シール材を有する請求項１１に記載の倍効率シャ
フトバルブ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AR32278592 | 1992-07-20 | ||
| AR322.785 | 1992-07-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674009A true JPH0674009A (ja) | 1994-03-15 |
Family
ID=3478846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8867493A Pending JPH0674009A (ja) | 1992-07-20 | 1993-04-15 | 倍効率シャフトバルブ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0579903A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0674009A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003013847A (ja) * | 2001-03-26 | 2003-01-15 | Okinawa General Bureau Cabinet Office | 水力作動コンプレッサ |
| JP2020023883A (ja) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | 富士登 松下 | レシプロ式内燃機関の吸排気装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6133874A (en) * | 1996-03-08 | 2000-10-17 | Snaptrack, Inc. | Method and apparatus for acquiring satellite positioning system signals |
| ES1033470Y (es) * | 1996-03-15 | 1997-02-01 | Los Rios Sanz Jose Manuel De | Culata perfeccionada. |
| EP1074693A3 (de) * | 1999-08-04 | 2001-12-19 | Elmer Schmidt | Hubkolbenvorrichtung |
| ITPR20120060A1 (it) * | 2012-10-03 | 2014-04-04 | Marcello Marchi | Metodo e sistema di alimentazione e scarico di motori a combustione interna e motore cosi' ottenuto |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR741463A (ja) * | 1900-01-01 | |||
| FR1053298A (fr) * | 1952-04-02 | 1954-02-01 | Distribution rotative pour moteur à combustion | |
| EP0099873A3 (de) * | 1982-07-19 | 1985-01-09 | Josef V. Illichmann | Zylindrischer Drehschieber mit Abdichtung für Kolbenmotoren |
| FR2547867A1 (fr) * | 1983-06-24 | 1984-12-28 | Collin Gilbert | Culasse perfectionnee, notamment pour moteurs a explosion, et son application a un compresseur de fluides |
| GB2190139A (en) * | 1986-05-03 | 1987-11-11 | Howard Brian Leitch | Rotary spool valve |
-
1993
- 1993-04-06 EP EP93105632A patent/EP0579903A1/en not_active Withdrawn
- 1993-04-15 JP JP8867493A patent/JPH0674009A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003013847A (ja) * | 2001-03-26 | 2003-01-15 | Okinawa General Bureau Cabinet Office | 水力作動コンプレッサ |
| JP2020023883A (ja) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | 富士登 松下 | レシプロ式内燃機関の吸排気装置 |
| WO2020031839A1 (ja) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | 富士登 松下 | レシプロ式内燃機関の吸排気装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0579903A1 (en) | 1994-01-26 |
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